JP3035578B2 - 検査条件決定装置、検査装置及びシャッタ速度決定装置 - Google Patents

検査条件決定装置、検査装置及びシャッタ速度決定装置

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JP3035578B2
JP3035578B2 JP10147196A JP14719698A JP3035578B2 JP 3035578 B2 JP3035578 B2 JP 3035578B2 JP 10147196 A JP10147196 A JP 10147196A JP 14719698 A JP14719698 A JP 14719698A JP 3035578 B2 JP3035578 B2 JP 3035578B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、順次移動する対象
物列に対してそれぞれの対象物を検査する技術に関する
もので、特にその検査条件を対象物に適した条件に変更
する検査条件決定装置、検査条件決定方法及び検査装置
に関する。例えば、ベルトコンベア上を流れてくる各対
象物を検出し、対象物を撮像することによって、対象物
を検査する検査装置のシャッタ速度などの検査条件を変
更することに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、順次移動してくる対象物列のう
ち、それぞれの対象物が撮像領域に進入したことを検出
して、対象物を撮像し、撮像することによって得られた
それぞれの画像データに基づいて、それぞれの対象物を
検査する検査装置が存在する。
【0003】この検査装置では、対象物を適切な検査条
件で設定するために検査条件が変更できるようになって
いる。そのため、さまざまな検査条件で、対象物を撮像
し、撮像することによって得られた画像データの中から
最も検査に適している画像データを抽出しその画像デー
タを撮像したときの検査条件に設定してる。
【0004】図3は、上記検査装置で対象物を検査した
場合の外観を示している。検査装置1は、カメラ2、照
明装置3、画像処理部4及び光電スイッチ5から構成さ
れている。検査の間、対象物6の列はベルトコンベア7
によって順次矢印の方向へ移動する。光電スイッチ5
は、カメラ2の撮像領域8に対象物6が進入したことを
画像処理部6に出力する。ここで、撮像領域8は、一つ
の対象物6のみが入る大きさに設定されている。もしく
は、撮像領域8に一つの対象物6のみが入るように対象
物同士の間隔が空けられて対象物6の列が作られてい
る。画像処理部4は、光電スイッチ5から対象物が撮像
領域に進入したことを示す進入検出信号を受け付けたこ
とに応じて、カメラ2に対象物6を撮像させる。カメラ
2は、撮像したことによって取得した画像信号を画像処
理部4に出力する。
【0005】画像処理部4は、受け取った画像信号を画
像データに変換して、画像処理することによって特徴量
を算出し、予め登録されている基準特徴量と、実際に撮
像することによって得られた特徴量との相関値を求める
などして比較することによって対象物6の良否などの検
査を行う。
【0006】ここで、照明装置3は、撮像の度に照明し
てもよいし、常に照明していてもよい。なお、ここで
は、カメラ2と照明装置3とが一体に構成されている。
画像処理部4で、画像データを画像処理し、対象物の検
査結果を外部に出力する。
【0007】そして、カメラ2を用いて対象物6を検査
する場合、適切な画像信号を得る必要がある。この場
合、カメラ2のシャッタ速度、照明の明るさ及び撮像領
域などの検査条件を適切な値に設定しなければならな
い。
【0008】従来、これらの検査条件を設定するため
に、ベルトコンベア7を停止させ、カメラ2の撮像領域
8内に静止した対象物6を配置して、カメラによる撮像
の度に検査条件を変更してカメラ2で対象物を撮像し、
それぞれの検査条件に対応した対象物の画像信号を取得
し、その画像信号を画像処理することで取得した画像信
号の中で最も検査に適した画像信号を決定し、その最も
適した画像信号を取得したときの検査条件の値を求めて
いた。そして、この求まった値で検査装置1の検査条件
を設定し、実際に対象物6を順次検査している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では、対象物6に対応した検査条件を決定するため
に、対象物6をカメラ2で撮像し、その撮像画像に応じ
た検査条件を決定していた。対象物6をカメラ2で撮像
するために、停止させたベルトコンベア7上の対象物6
を撮像していた。しかしながら、検査中はベルトコンベ
ア7は動作しており、検査条件決定時(ベルトコンベア
7が停止している時)に撮像した画像と、検査時(ベル
トコンベア7が動作している時)の画像とが異なってい
た。このため、検査条件設定時に求めた検査条件が必ず
しも実際の検査時に適切でないという問題点を生じてい
た。
【0010】例えば、光電スイッチ5で対象物6の進入
を検出し、カメラ2で対象物6を撮像する場合、撮像領
域8内の対象物6の位置が、検査条件設定時と実際の検
査時との間で異なる場合がある。検査時にベルトコンベ
ア7は常に移動しているため、検査条件設定時に、ベル
トコンベア7上で光電スイッチ5が対象物6を検出する
位置に、その対象物6を正確に配置することができない
ためである。
【0011】さらに、検査時において移動するベルトコ
ンベア7上の対象物6を撮像した場合には、対象物が移
動しているため、ぶれた画像データに基づいて検査する
ことがある。一方、検査条件設定時において、静止した
対象物を撮像した場合には、対象物6がぶれていない画
像に基づいて検査条件が設定される。このように、検査
時に移動する対象物6を撮像した画像と、検査条件設定
時に静止した対象物6を撮像した画像とでは異なってい
る場合がある。
【0012】さらには、通常、検査条件設定時には、良
品の対象物のみを検査条件設定に用いるが、良品とはい
えそれぞれの対象物には、わずかながら形状や模様など
の個体差が存在する。従って、良品の対象物を適度に入
れ替えて検査条件を設定する必要があり、煩雑であると
いう問題点があった。
【0013】この発明は、これらの問題点に着目してな
されたものであって、検査条件設定時と実際の検査時と
で検査環境を同じにして、検査条件を設定できるように
すること、さらには、対象物の個体差を考慮して検査条
件を設定することを技術課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1及び2の発明
は、順次移動する対象物列のうち、それぞれの対象物が
撮像領域に進入したことを順次検出し、検出の度に対象
物を撮像し、撮像の度に検査条件を変更し、撮像するこ
とによって得られる画像信号に基づいて、検査に適した
検査条件を設定することを特徴としている。
【0015】請求項3の発明は、順次移動する対象物列
のうち、それぞれの対象物が撮像領域に進入したことを
順次検出し、検出の度に対象物をカメラで撮像し、撮像
の度にカメラのシャッタ速度を変更し、撮像することに
よって得られる画像信号に基づいて、検査に適したシャ
ッタ速度を設定することを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態にかかる検
査装置の検査時の処理は従来の技術の欄で説明したもの
と同じであるので、検査装置の検査に関する説明を省略
する。従来技術と異なる検査条件設定について説明す
る。
【0017】検査条件設定時は、ベルトコンベア7は動
作しており、ベルトコンベア7上の対象物6が、一定の
速度で矢印の方向へ、移動している。対象物6がカメラ
1の撮像領域8に進入したことを検出する光電スイッチ
5がベルトコンベア7の脇に設置されている。光電スイ
ッチ5は、対象物6の撮像領域8への進入を検出する
と、進入検出信号を画像処理部4へ出力する。画像処理
部4は、進入検出信号を受け取ったことに応じてカメラ
2で対象物を撮像させ、画像信号を得る、これを所定回
数、検査条件を撮像の都度変更して繰り返す。そして、
得られた画像信号を画像処理することによって、最も検
査に適切な画像信号を決定し、それに対応する検査条件
を決定する。
【0018】検査装置1の構成例を説明する。図1に検
査装置1の構成例を示す。カメラ2は、レンズ10、絞
り系11、受光部12、画像信号変換部13、シャッタ
速度調整部14シャッタ速度制御部15を備えてい
る。
【0019】撮像しようとする映像がレンズ10及び絞
り系11を介して受光部12で受光され映像信号が画像
信号変換部13に出力される。出力された映像信号は、
画像信号に変換されて、画像処理部4へ出力される。画
像処理部4は、画像信号を受け取ると、画像信号を画像
データに変換する。この画像データに基づいて検査条件
を決定する。
【0020】受光部12は、CCD撮像素子を用いてお
り、電子シャッタ式の撮像手段を用いている。シャッタ
速度制御部14は、受光部12のCCD撮像素子の電荷
蓄積時間を制御することによって、画像の明度を変更さ
せる。
【0021】光電スイッチ5は、撮像領域内への対象物
の進入を検出した場合に、進入検出信号を画像処理部4
へ出力する。照明装置3は、撮像タイミングに応じてカ
メラ2の撮像領域の対象物6に対して照明するか、もし
くは常に撮像領域に対して照明している。
【0022】次に、画像処理部4の検査条件設定の処理
について、フローチャートを用いて説明する。検査条件
設定処理のフローチャートが図2に示されている。な
お、図中の「ST」は、本文中の「ステップ」に対応す
る。
【0023】まず、光電スイッチ6からの進入検出信号
が画像処理部4に入力されたかどうかを判別する(ステ
ップ1)。進入検出信号があるまで、以後の処理は行わ
れない。進入検出信号が入力された場合に、画像処理部
4は、カメラ2によって対象物を撮像させる(ステップ
2)。そして、撮像することによってカメラ2から出力
された画像信号を画像データに変換し、この画像データ
に関して検査の適合度を算出する(ステップ3)。検査
の適合度の算出については、後述する。また、このと
き、撮像時における検査条件の値と算出した適合度とを
対応づけて画像処理部4で記憶しておく。本発明の実施
の形態では、検査条件の一つとしてシャッタ速度を用い
ており、ここではシャッタ速度の値を記憶しておく。
【0024】次に、検査条件を変更する(ステップ
4)。本実施の形態では、検査条件の一つとしてとし
て、シャッタ速度を変更する。シャッタ速度の他の検査
条件としては、照明の明るさ、絞りなどがある。照明の
明るさを変更する場合には、照明装置3の照明の明るさ
を制御する明るさ制御部を検査装置1の構成に加えれば
よい。また、絞りを変更する場合には、絞り系11の絞
り量を制御する絞り制御部を検査装置1の構成に加えれ
ばよい。必要に応じて、特定の検査条件を指定すること
によって、検査条件設定処理が行われる。
【0025】それぞれ変更された検査条件で、カメラ2
が所定回数だけ対象物6を撮像したかどうかを画像処理
部4が判別し、所定回数達するまで検査条件を変えて
カメラ2による撮像が行われる(ステップ5)。所定回
数まで撮像された場合は、算出された適合度の中から、
最も良い値の適合度を求め、画像処理部4に記憶されて
いる検査条件と適合度の中から、それに対応する検査条
件を決定する。シャッタ速度の適合度の場合は、予め決
められた適合度に最も近いものが最も良い適合度として
求められる。また、算出された複数の適合度の中から
2、3の適合度を決定し、それぞれの適合度に対応する
検査条件の値の平均値を算出して、検査条件を決定して
もよい。
【0026】そして、求められた検査条件で検査装置2
が設定され、実際の対象物2の検査が行われる。
【0027】最後に、シャッタ速度に関する画像の検査
の適合度の算出を説明する。まず、対象物の表面が無地
であるものについて適合度を算出する場合について説明
する。シャッタ速度を変更することによって、得られる
画像の明度が変化する。したがって、最適な検査条件で
検査するためには、得られる画像の明度が適切な値にな
るように、シャッタ速度を設定することが必要になる。
得られる画像データが濃淡画像データの場合を考える。
縦の画素数がM,横の画素数がNで、計M×Nの画素数
の濃淡画像データを取得した場合、各画素の濃淡値をI
(i,j)とする。ただし、i=0、1、2、、、、M
−1、j=0、1、2、、、、N−1である。この場合
の画像の平均明度Dは、次の式(数1)によって求ま
る。
【0028】
【数1】 この式で算出される平均明度が予め決められている基準
平均明度に最も近い場合の画像を撮像した時の、シャッ
タ速度の値を検査条件に設定すればよい。
【0029】次に、対象物の表面に文字などの模様があ
るものについての適合度を算出する場合について説明す
る。検査に適した画像とは、コントラストがはっきりし
ている画像である。すなわち、画像の分散値が最も大き
い画像が検査に適している。縦の画素数がM,横の画素
数がNで、計M×Nの画素数の濃淡画像データを取得し
た場合、各画素の濃淡値をI(i,j)とする。ただ
し、i=0、1、2、、、、M−1、j=0、1、
2、、、、N−1である。この場合の画像の分散値は、
次の式(数2)によって求まる。
【0030】
【数2】 この式で算出される分散値が最も大きな場合の画像を撮
像した時の、シャッタ速度の値を検査条件に設定すれば
よい。
【0031】
【発明の効果】請求項1及び請求項2の発明では、撮像
領域に対象物が進入する度に、対象物を撮像し、シャッ
タ速度などの検査条件を変更することによって、画像デ
ータを取得し、それぞれの画像データに基づいて検査に
適した検査条件を設定しているので、実際の検査の時と
同じ環境で検査条件を設定でき、さらには、対象物の個
体差を考慮して検査条件を設定することができる。
【0032】請求項3の発明では、検査条件としてシャ
ッタ速度を変更して撮像することによって、検査に適し
た明度で検査条件を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】検査装置の構成を示すブロック図である。
【図2】検査装置の検査条件設定の処理を示すフローチ
ャートである。
【図3】検査装置の外観を示す外観図である。
【符号の説明】
1 検査装置 2 カメラ 3 照明装置 4 画像処理部 5 光電スイッチ 6 対象物 7 ベルトコンベア 8 撮像領域 10 レンズ 11 絞り系 12 受光部 13 画像信号変換部 14 シャッタ速度制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 G01N 21/89 G06T 7/00 H04N 7/18

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物が像手段の撮像領域に進入する
    ことを検出する対象物検出手段と、前記対象物検出手段
    が対象物を検出したことに応じて対象物を撮像し、撮像
    することによって取得した画像信号を出力する撮像手段
    と、対象物を検査する場合の検査条件を設定する検査条
    件設定手段と、前記撮像手段からの画像信号に基づい
    て、前記検査条件設定手段で設定する検査条件を決定す
    る検査条件決定装置において、 検査の一時的な検査条件を仮検査条件として前記検査条
    件設定手段で設定し、順次移動する対象物列のうち、そ
    れぞれの対象物が撮像領域に進入したことを前記検出手
    段で順次検出し、検出の度に対象物を前記撮像手段で撮
    像し、それぞれの撮像の度に前記検査条件設定手段で仮
    検査条件を変更して設定し、撮像することによって取得
    したそれぞれの画像データに基づいて、検査に適した画
    像信号を取得したときの仮検査条件を決定し、その仮検
    査条件に基づいて検査条件を設定することを特徴とする
    検査条件決定装置。
  2. 【請求項2】 対象物が像手段の撮像領域に進入する
    ことを検出する対象物検出手段と、前記対象物検出手段
    が対象物を検出したことに応じて対象物を撮像し、撮像
    することによって取得した画像信号を出力する撮像手段
    と、所定の検査条件を設定する検査条件設定手段と、撮
    像手段からの画像信号を画像処理することによって、対
    象物を検査する対象物検査手段を備えた検査装置におい
    て、 検査の一時的な検査条件を仮検査条件として前記
    検査条件設定手段で設定し、順次移動する対象物列のう
    ち、それぞれの対象物が撮像領域に進入したことを前記
    検出手段で順次検出し、検出の度に対象物を前記撮像手
    段で撮像し、それぞれの撮像の度に前記検査条件設定手
    段で仮検査条件を変更して設定し、撮像することによっ
    て取得したそれぞれの画像データに基づいて、検査に適
    した画像信号を取得したときの仮検査条件を決定し、そ
    の仮検査条件に基づいて検査条件を設定することを特徴
    とする検査装置。
  3. 【請求項3】 対象物が像手段の撮像領域に進入する
    ことを検出する対象物検出手段と、前記対象物検出手段
    が対象物を検出したことに応じて対象物を撮像し、撮像
    することによって取得した画像信号を出力するカメラ
    と、対象物を撮像する場合のシャッタ速度を設定するシ
    ャッタ速度設定手段と、前記撮像手段からの画像信号に
    基づいて、前記シャッタ速度設定手段で設定するシャッ
    タ速度を決定するシャッタ速度決定装置において、 前記カメラの一時的なシャッタ速度を仮シャッタ速度と
    して前記シャッタ速度設定手段で設定し、順次移動する
    対象物列のうち、それぞれの対象物が撮像領域に進入し
    たことを前記検出手段で順次検出し、検出の度に対象物
    を前記カメラで撮像し、それぞれの撮像の度に前記シャ
    ッタ速度設定手段で仮シャッタ速度を変更して設定し、
    撮像することによって取得したそれぞれの画像データに
    基づいて、検査に適した画像信号を取得したときの仮シ
    ャッタ速度を決定し、その仮シャッタ速度に基づいてシ
    ャッタ速度を設定することを特徴とするシャッタ速度決
    定装置。
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